Re: [理工] [工數]-級數解

看板Grad-ProbAsk作者 (我是Shiny)時間14年前 (2010/04/09 00:15), 編輯推噓6(6027)
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※ 引述《k0184990 (追隨夢想..)》之銘言: : 題目: : 求解 (x^2+1)*y''+x*y'-y=0 : [sol]: x 1 : y''+ -----y'- -----y=0 : x^2+1 x^2+1 : x 1 : P(x)=------ ; Q(x)=------ : x^2+1 x^2+1 : 當x^2+1=0,x=正負i : 這樣x=正負i算是規則奇異點嗎?? : 這題我是用Frobenius解的...但似乎好像錯誤... : 一直解不出來。 : ANS: 1 1 : Co(1+ ---x^2- -------x^4)+C1x : 2 2^2*2! : 還有我記得周老師說Frobenius級數解適用於規則奇異點 : 但是為什麼(x^2+2)y''+3xy'-y=0卻是用幂級數解呢?? : 感覺好像觀念有錯誤...還是這題也可以用Frobenius來求解? : 但是卻不知到哪裡錯誤了XD : 希望大大能夠幫我解釋一下~~~ PS : iynn大 doom大 C大都跑去清交玩耍了 剩我還在拼成大面試..orz 平常這種題目都是被秒殺的(菸~) 去年版上有某位神手提點 我終於瞭解如何判斷是否奇異點 y" + P(x)y' + Q(x)y = 0 如果要判斷某一點是否為奇異點 lim P(x) ≠ (不可解析) 且 lim Q(x) ≠ (不可解析) 就算等於0 x->a ^^^^ x->a 我們都說不為奇點 n 用 y = Σ An(x-a) 若上述其中一個為(不可解析)則為奇異點 接下來判斷是否是規則奇點 我們只會作規則奇點的級數解 2 lim (x-a)P(x) ≠ (不可解析) 且 lim x Q(x) ≠ (不可解析) 那麼就是規則奇點 x->a ^^^^ x->a n+r 用 y = Σ An(x-a) 反之則為不規則奇點 -----------------------以上只用於判斷解題 並非依照原理------------------------- 你問的這題 (x^2+1)y''+xy'-y=0 x 1 => y'' + --------- y' - --------- y = 0 x^2 + 1 x^2 + 1 x 1 P(x) = --------- , Q(x) = --------- x^2 + 1 x^2 + 1 因此判斷是否為奇點 題目沒說一般都為對0展開 lim P(x) = 0 , lim Q(x) = 1 x->0 x->0 ∞ n ∞ n-1 ∞ n-2 因此不為奇點 令 y = Σ An x , 且 y' = Σ n An x , y'' = Σ n(n-1)An x n=0 n=0 n=0 帶入原方程式整理可得 (n^2-1)An + (n+2)(n+1)A(n+2) = 0 n - 1 A(n+2) = - ------- An n + 2 令A0 = c0 , A1 = c1 n = 0 ~ n = 2就會得到你的答案了 不過看你答案應該只要求前三項 用直接展開法比較快 -- ▆ ▆▆▆▆▆ ▄▄▄▄▄▄▄▄▄▄ ▆▆▆▆▆ ▇ ▉ ◥◣ ◢◤ ▉ ◥◣ ◢◤ ▉ ◥◣ ◢◤ ▉ ◥◣◢◤ ◥◤ @shinyhaung -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 112.105.72.218 ※ 編輯: shinyhaung 來自: 112.105.72.218 (04/09 00:21)

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我還活著阿...
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^^^^^^^^^有神快拜 我沒說你掛了阿XD ※ 編輯: shinyhaung 來自: 112.105.72.218 (04/09 00:25)

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哈哈哈..
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向一樓膜拜m(_ _)m
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哇~好神~~謝謝喔^^
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話說這樣的判斷法並非是所有的 case , 例如
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y'' + (1/√x)y = 0 , 該 O.D.E. 在 x=0 為singular pt.
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不過該點是 irregular 的原因是 x^(3/2) 在 x=0 點是不可
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解析 (極限值不存在 , 而非跑到正負無窮大)
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那這樣的題目該怎麼解呢??
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doom大~Frobenius這級數解釋除非有特別說明才需使用嗎??
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我剛剛想不到不可解析要怎麼表示= =" ※ 編輯: shinyhaung 來自: 112.105.72.218 (04/09 00:39)

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就不表示不能用 x=0 這點作無窮級數展開
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否則一般上就算是規則奇異解也能用x=0為常解的冪級數解
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今天要判斷 O.D.E. 在 x=a 點是不是 regular
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來展開嗎??不知這樣觀念是否有誤?
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有些題目會說 有些題目不會 所以還是要自己判斷是否為奇點

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主要是想確保 d^n [y(x)] / d(x^n) 在 x=a 點都存在
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這樣泰勒級數才能存在 ; 有某一項不存在,展開就沒意義了
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※ 編輯: shinyhaung 來自: 112.105.72.218 (04/09 00:40)

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要判斷存不存在,就要回到微分的定義:
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在 x=a 點的 "鄰域" 都有定義,且會往同一個點作無窮小
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作逼近。 以我前面舉的例子來講, x^(3/2) 在 x<0未定義
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所以 只有右極限存在,沒有左極限, 代表極限不存在
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可不可解析其實就跟微分值存不存在是差不多的意思
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恩恩~有比較瞭解了~~~但是...Frobenius的算事都要這麼長
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嗎??今天算到一題周易老師的case3的題目...算是整個超長
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沒錯 而且沒有速解 所以考試看到先跳過~~ ※ 編輯: shinyhaung 來自: 112.105.72.218 (04/09 00:52)

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題目:2xy''-xy'+2y=0
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我以前老師的方式是讓我們用背公式...但感覺被公式不是很
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好~但用算的就會佔去大半時間
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我都在玩(遮臉= =||
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就說你怎麼可能念英文,你用遊戲來提升英文程度還差不多XD
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我是玩國外遊戲沒錯呀XD
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到處都是歪果人Q_q
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是在玩LOL嗎?
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04/09 08:44, , 32F
很舊的遊戲了,台灣區代理倒了Q_q.只能去歪果人那玩= =
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04/09 09:32, , 33F
唉 要是我家裡網路夠快就可以陪你玩了XD 可惜~嘖嘖...
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